PL135184B1 - Method of detection of material defects of billets - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wykrywania wad kesów, polegajacy na wskazywaniu pek¬ niec powierzchniowych lub wad kesów, tak, ze moga one byc usuwane przykladowo w drodze szli¬ fowania kesa, przez co dana wada nie bedzie sie przenosila w trakcie dalszego procesu pro¬ dukcyjnego na gotowy produkt• Okreslenie "kes" ma obejmowac zarówno metalowe czesci przeznaczone do wstepnego walco¬ wania jak i czesci przeznaczone do dodatkowej obróbki walcowaniem, a takze gotowe wyroby, i dotyczy wszelkich pretów, rur i ksztaltek poddawanych walcowaniu.Znany jest sposób wykrywania pekniec i wad powierzchniowych kesów poprzez ogrzewanie powierzchni przedmiotu obrabianego za pomoca pradu o duzej czestotliwosci, przy czym obra¬ biany przedmiot przepuszcza sie w kierunku podluznym przez cewke indukcyjna duzej czestotli¬ wosci, zas czesc przedmiotu opuszczajaca cewke jest natychmiast analizowana za pomoca reje¬ stratora podczerwieni dla rejestrowania rozkladu temperatury w poprzek przedmiotu obrabia¬ nego. Rozklad temperatury jest rejestrowany i przedstawiony w postaci wstepnego wykresu, który wykazuje pekniecie i wady powierzchniowe w kesie• Poprzez tego rodzaju rejestrowanie przebiegu temperatury w poprzek przedmiotu obrabianego podczas jednej analizy stwierdza sie na wykresie temperatur wzrost temperatury w sasiedztwie pekniec. Powtarzajacy sie wzrost temperatury przy kolejnych analizach daje w polaczeniu grzbiet temperaturowy wzdluz obra¬ bianego przedmiotu, który to grzbiet wykazuje istnienie pekniecia w przedmiocie.Celem wynalazku jest umozliwienie rejestrowania bardzo plytkich wad powierzchniowych /o glebokosci mniejszej niz 1 mm/, oraz umozliwienie uzyskiwania jednakowych warunków emi¬ sji dla wszystkich powierzchni przy jednoczesnym zmniejszeniu zaklócen obrazu temperaturowego.W zwiazku z opisanym sposobem wykrywania wad obrabianych przedmiotów stwierdzono, ze poprzez pomiary temperatury za pomoca analizatora podczerwieni /pirometr promieniowania pod¬ czerwonego/ uzyskuje sie temperatury, które róznia sie od rzeczywistej temperatury powierz¬ chni ze wzgledu na wspólczynnik emisji powierzchni. Wspólczynnik emisji jest uzalezniony od2 135 18* charakteru powierzchni i zmienia sie pomiedzy 0 11. Przedmioty walcowane ze zgorzelina walcownicza beda zwykle posiadaly wspólczynnik emisji wynoszacy okolo 0,90 - 0,95» W celu uzyskania najlepszych warunków podczas sprawdzania przedmiotów, to znaczy do¬ prowadzania do mozliwie najmniejszych znieksztalcen obrazu temperaturowego pozadane jest mozliwie najdokladniejsze oczyszczenie powierzchni. Mozna to uzyskac przykladowo za pomo¬ ca srutowania powierzchni, zas stopien oczyszczenia mozna klasyfikowac wedlug szwedzkiej normy SIS 055990/1967. Jednakze w wyniku srutowania uzyskuje sie równiez niepozadany efekt wtórny, a mianowicie powierzchnia staje sie blyszczaca i ulegaja zmianie jej warunki emi¬ sji. Bedzie to mialo wplyw na temperature rejestrowana na pirometrze promieniowania pod¬ czerwonego, tak ze pomiary temperatury za pomoca tego pirometru wykaza zbyt niska tempera¬ ture powierzchni, a w peknieciach bedzie zarejestrowana zbyt niska temperatura* Spowoduje to, ze dla przedmiotów srutowanych bedzie wystepowalo zmniejszenie rejestrowanego skoku temperatury w peknieciach w stosunku do przedmiotów ze zgorzelina walcownicza, co znowu wply¬ nie na odmienna interpretacje glebokosci pekniec, w zaleznosci od wspólczynnika emisji po¬ wierzchni* Jest to stan niepozadany, który komplikuje stosowanie tego sposobu, poniewaz w tym przypadku dla uzyskania prawidlowych wyników konieczne jest ponowne wykalibrowanie urza¬ dzenia dla kazdego nowego rodzaju powierzchni, wymaga to wiele czasu, a takze jest skompli¬ kowane i nieodpowiednie przy dzialaniach na skale przemyslowa.Wedlug wynalazku stwierdzono, ze wspólczynnik emisji dla wszystkich rodzajów powierz¬ chni przedmiotów jest w przyblizeniu jednakowy, jezeli nawilzy sie powierzchnie odpowied¬ nim plynem, na przyklad woda, do której zostana dodane skladniki zmniejszajace napiecie po¬ wierzchniowe, przez co uzyskuje sie lepsza zwilzalnosc. Przy badaniu przedmiotów o tempera¬ turach ponizej 0°C mozna równiez dodawac skladniki zmniejszajace temperature krzepniecia* Badania wykazaly, ze poprzez tego rodzaju zwilzenie powierzchni przedmiotu woda do której zo¬ staly dodane skladniki dla zmniejszenia napiecia powierzchniowego uzyskuje sie dla wszyst¬ kich powierzchni przedmiotów, niezaleznie od obróbki wstepnej, w przyblizeniu ten sam wspól¬ czynnik e^irji, i t*n wspólczynnik emisji bedzie tylko w niewielkim stopniu róznil sie od wspólczynnika emisji suchego przedmiotu ze zgorzelina walcownicza. Zmiana wspólczynnika emi¬ sji dla zwilzonych przedmiotów jest tak mala, ze nie ma praktycznego wplywu na wynik opisa¬ nego powyzej sposobu sprawdzania. Wskutek zwilzenia przedmiotów uzyskano takze mniejsze znieksztalcenia obrazu temperaturowego, poniewaz zostaly wyrównane róznice we wspólczynni¬ kach emisji rozmaitych partii powierzchni, co daje znaczne polepszenie stosunku sygnal- -znieksztalcenie w sygnalach z pirometru promieniowania podczerwonego. Przedmioty srutowa¬ ne, które nie zostaly poddane zwilzeniu, wykazywaly tak niski stosunek sygnal-znieksztalce- nie, ze dla niektórych rodzajów powierzchni powstawaly problemy z wykrywaniem naj plytszych pekniec.Wyniki pomiarów temperaturowych wykonanych za pomoca pirometru kontaktowego i pirome¬ tru promieniowania podczerwonego dla rozmaitych rodzajów powierzchni przedmiotów obrabia¬ nych, zarówno zwilzonych jak i suchych, sa zebrane w zalaczonej tabeli.Próbka A oznacza przedmiot obrabiany ze zgorzelina walcownicza. Próbka B oznacza przed¬ miot obrabiany ze skorodowana /zardzewiala/ powierzchnia, podczas gdy próbki oznaczone CSA 1-2, CSA i CSA 2 1/2 sa oczyszczone poprzez srutowanie, zas powierzchnie sa okreslone zgod¬ nie ze szwedzka norma SIS 055900-1967.W tabeli jako T oznaczono odczyt temperatury za pomoea pirometru stykowego, zas jako IR oznaczono odczyt temperatury dokonany za pomoca pirometru promieniowania podczerwonego. Od¬ czyty byly dokonywane w przypadku zarówno suchej Jak i zwilzonej powierzchni.Jak wykazuja kolumny dotyczace powierzchni "suchych" f istnieje znaczna odchylka tempe¬ raturowa pomiedzy dwoma pomiarami i ta odchylka wzrasta wraz ze stopniem srutowania, które jest tu oznaczone odpowiednio jako CSa 1-2, CSa 2 i CSa 2 1/2. Odchylka pomiedzy dwoma spo¬ sobami pomiaru rosnie zatem wraz z polyskliwoscla przedmiotu. Przenosi sie to na wyniki, poniewaz przy pomiarze za pomoca pirometru promieniowania podczerwonego przedmiotów sruto-135 184 3 9 CO o 1 co o o • ON O v tf I © O d 05 •H 2 O 0 O O 0 LA "N.LA 43 O O C0 co u H OJ CO -H 5 d o d 3* n tg Pi 00 V o o 5 & i? .2 ¦s o •P O a, I p s V* CM 1 ^ 1 *" CM 1 ** CO 1 ° \ 1 c^ CM I \ h 1 CO O U V0 i ^ i CM 1 1 i r" i CSa 1 ^ pq 1 CM o 1 *"" V, PP "V PP * s < a I +* 1 o I * 1 *H r 5 * 3 co nsT * o ^ 01 i CO OJ d ¦p o £ gj co OJ 3 + o to * OJ * o 4 £ Tl G +* o •H ^ <0 ^ 1 « 1 H 1 £* I# 1 M riT Dl H 1 ^ I « H 6h "5" M e "oT M TT "51 H | e71 « H 6H "« 1 H EH « H "eTj lA i * I * 1 *" 1 o 1 » (\J 1 ^ f o i * ON I *" 5T CM CM la" • CO r- _ 1 m CM CM o * 9 1 CM ~ * rA CM TT ^ CO t- •k CM lA •» t- PT » CM CM _ m 00 *- rA «k CM CM _- O CM r- » 3 ^ ^ _ •» CM CM _.* *" CM ON « CM LA » rA •CM 4- LA CM O * O CM ON *. 4- CM LA C\T CM O • LA CM O • r- CM vD *? v0 CM -™- •» CM CM rA LA CM O « c CM V « LA CM LA •» CM CM T- •» V0 CM lA T" CM _— m LA cm ' o''" •» CM CM «_ * ^* CM O • PA CM GO « LA CM LA «k ON rg 4- rA O •.CM CM "~o' R LA • CN CM O * ON CM LA ¦» CM CM CO ON CM LA » D- CM O • O A O m -* CM T" •k O PA LA * l- CM CM O rA O « C^ CM T" •k R LA •» l- CM tN » ON CM LA m CO CM tN » R O^ N'\ KN lA o « 3- oi "o" •k LA LA ^* GO «k lA ^A LA •k ii- CM CO «k ^ lA m CM rA LA * lA m c^ CM b * LA rA LA ?A ^A KO LA tA LA K\ rA LA •k LA rA O w* LA rA O » ^o fA O «k S^ V0 • LA rA LA » co ?A O 3 O » & CM O ? LA 00 rA O •k § LA « V0 CM ^ •k o rA lA m 00 ^A O ? LA m O rA O O 3- lA CO* rA O O •tf O CO rA *- •k ? O •k o ^f IA » *- ^l- O » CO fA 4- •» 3 lA •k 3! C^ $ O •k 00 CM 00 LA O lA 4* O «k VD O « ON CM CN « LA ^f O •k * rC, LA 5f lA «k a rA •k $ LA* «k rA it »D S O •k LA 4- O •• 4 IrT « LA *h CM «k Cv *»• O •k LA ^f IN * LN.O I «k i 3J t- 1 LA I O ] « l C^ 1 * O I lk 1 LA I4 135 184 wanych rejestruje sie zbyt niska temperature przedmiotu, a w konsekwencji nizszy wzrost tem¬ peratury zgorzeliny. W wyniku tego powstaje wspomniana powyzej koniecznosc, dla uzyskania poprawnych wyników, kalibrowania wyposazenia w zaleznosci od wspólczynnika emisji powierz¬ chni, co stanowi powazna niedogodnosc, poniewaz wspólczynnik emisji moze sie róznic dla roz¬ maitych przedmiotów.Zredukowanie pików temperaturowych przy peknieciach dla powierzchni srutowanych powo¬ duje równiez zmniejszenie tolerancji pomiedzy pikami temperaturowymi przy skazach a tempe¬ raturami powierzchni bez wad, tak ze uzyskuje sie zredukowany stosunek sygnal/zaklócenie, co jest niekorzystne dla metody.Jak wspomniano powyzej, badania wykazaly, ze wspólczynnik emisji rozmaitych powierz¬ chni przedmiotów moze ulegac zmianie, i mozna go w przyblizeniu ujednolicic dla wszystkich powierzchni przez ich nawilzenie. Przyblizone ujednolicenie oznacza, ze wspólczynniki emis¬ ji powierzchni przedmiotów obrabianych znajduja sie w zakresie dopuszczalnym ze wzgledu na wyniki sposobu wykrywania wad. Przedmiot obrabiany moze byc nawilzony przed przepuszcze¬ niem przez cewke indukcyjna, zas plyn nawilzajacy jest rozkladany na powierzchni mozliwie jednolicie, czy to poprzez dysze, szczelinowo lub podobny uklad, czy tez przez umozliwienie mu splyniecia po powierzchni. Efekty takiego nawilzenia sa zestawione w tabeli w kolumnach dotyczacych powierzchni oznaczonych jako "wilgotne".Wyniki pomiarów dotyczacych powierzchni "suchej" i "wilgotnej" jak wskazano w tabeli, sa równiez przedstawione graficznie na rysunku* Jak wynika z wykresów, wspólczynniki emisji dla powierzchni wilgotnych znajduja sie wszystkie na tym samym poziomie jak dla suchego przedmiotu ze zgorzelina walcownicza, przed¬ miot A/AA7B/. Mozna równiez zauwazyc, ze poprzez nawilzenie uzyskuje sie to, iz wszystkie powierzchnie maja w przyblizeniu ten sam wspólczynnik emisji, stosunkowo zblizony do teo¬ retycznego maksymalnego wspólczynnika emisji, który wynosi 1# Przez nawilzenie przedmiotu uzyskuje sie równiez te korzysc, ze jest zredukowany po¬ ziom zaklf-can dl--; ^cv/iorzsLr-i ^-5z wad, okreslony jako zmiany temperatury w poprzek powierz¬ chni, równoczesnie ze wzrostem skoku temperatury przy skazie, okreslanym jako nadtempera- tura powierzchni bez wad, co oznacza polepszenie stosunku sygnal/zaklócenie.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wykrywania wad powierzchniowych przedmiotów obrabianych, polegajacy na ogrze¬ waniu powierzchni tych przedmiotów za pomoca pradu wysokiej czestotliwosci przy jednoczes¬ nym przepuszczaniu przedmiotu w kierunku wzdluznym przez cewke indukcyjna wysokiej czesto¬ tliwosci, i na bezposrednim analizowaniu tych przedmiotów za pomoca urzadzenia wykorzystu¬ jacego promieniowanie podczerwone do rejestrowania rozkladu temperatur w poprzek przedmio¬ ty &J przedmiot ten przechodzi przez cewke, znamienny tym, ze zwilza sie po¬ wierzchnie obrabianego przedmiotu odpowiednim plynem, zwlaszcza woda z dodatkiem skladników powodujacych zmniejszenie napiecia powierzchniowego, powodujac zwiekszenie wspólczynnika emisji badanych przedmiotów oraz skompensowanie istniejacych miedzy n-tmj róznic. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do plynu zwilzajacego do¬ daje sie skladniki obnizajace temperature krzepniecia.135 1B4 < X s CD CSi O *l , z *- o e I -i I 2:1 CD o CD \ \N. \ 2h8 O 2 o ^ PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wykrywania wad powierzchniowych przedmiotów obrabianych, polegajacy na ogrze¬ waniu powierzchni tych przedmiotów za pomoca pradu wysokiej czestotliwosci przy jednoczes¬ nym przepuszczaniu przedmiotu w kierunku wzdluznym przez cewke indukcyjna wysokiej czesto¬ tliwosci, i na bezposrednim analizowaniu tych przedmiotów za pomoca urzadzenia wykorzystu¬ jacego promieniowanie podczerwone do rejestrowania rozkladu temperatur w poprzek przedmio¬ ty &J przedmiot ten przechodzi przez cewke, znamienny tym, ze zwilza sie po¬ wierzchnie obrabianego przedmiotu odpowiednim plynem, zwlaszcza woda z dodatkiem skladników powodujacych zmniejszenie napiecia powierzchniowego, powodujac zwiekszenie wspólczynnika emisji badanych przedmiotów oraz skompensowanie istniejacych miedzy n-tmj róznic.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do plynu zwilzajacego do¬ daje sie skladniki obnizajace temperature krzepniecia.135 1B4 < X s CD CSi O *l , z *- o e I -i I 2:1 CD o CD \ \N. \ 2h8 O 2 o ^ PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL